NO167119B - Avstandsdupleksert antenne av firestraalers typen. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår avstandsdupleksert antenne av flrestrålers typen av den art som angitt 1 Innledningen til krav 1.

Det har blitt Innsett at med avstand dupleksede antenner tillater bruk av billige R.F.-komponenter for å sørge for øket Isolasjon av mottageren fra sendestøy. Eøyeffektssendere kan dessuten bli anvendt med lavstøyforsterknlng som muliggjør drift av luftfartøy ved større høyder og over svært rolig vann. Konvensjonelle avstandsdupleksede antenner er montert ved siden av hverandre, som krever tilnærmet to ganger avstanden, vekten av kostnadene til en enkel antenne. Dersom det forsøkes å redusere størrelsen på sldeanordnede antenner med en faktor lik to, blir forsterkningen og strålebredden 1 en retning likeledes redusert med en faktor lik 2.

Britisk patentpubllkasjon nr. 2 094 558 viser en rektangulær apertur-antenne med stråleformlng, som Innbefatter en første av flere Innbyrdes forbundne strållngskoblInger anordnet som mlkrobåndbølgelederrekker som danner en sendeantenne, Idet rekken er fordelt Innenfor et på forhånd valgt område. Videre omhandler det at en andre av flere Innbyrdes forbundne strållngskoblInger er anordnet som mlkrobølgelederrekker som danner en mottakerantenne, Idet mottakerrekkene er fordelt Innenfor et på forhånd valgt område og 1 et annenhver gang Innfelt forhold med senderekkene. Det er også anordnet en første matellnje med flere uttakspunkter definert langs denne for forbindelse med korresponderende første ender av et første rekkesett som korresponderer med sende- eller mottakerrekken. Videre Innbefatter den en andre matellnje som har flere uttakspunkter definert langsetter for forbindelse med korresponderende andre ender av det første rekkesettet, Idet første og andre matellnje med uttakspunktene definert langsetter har forbindelse med korresponderende første og andre ender til et andre sett med sende- eller mottaker-antenner, og Idet sende- og mottakerantennene hver opererer med fire stråler av elektromagnetisk energi.

Ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en konstruksjon som anvender to separate mlkrobåndbølgelederantenner som er interfollerte på et enkelt plan for å oppta hovedsakelig samme rom som en enkél antenne. Hver av de Interfollerte antennene Innbefatter deres egen mater og hver antenneåpnlng frembringer to stråler for et totalantall av fire stråler. Disse antenne kan anvendes til ikke-avstandsdupleksede doplersystemer. Hver stråle sender og mottar energi samtidig. Foreliggende oppfinnelse utvider det interfollerte prinsippet til avstandsdupleksede systemer.

Foreliggende oppfinnelse angår således en avstandsduplisert antenne av firestrålers typen av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige uselvstendige kravene.

Foreliggende oppfinnelse er sammensatt av ét enkelt panel med interfollerte uavhengige avstandsdupleksede mlkrobånd-bølgelederantenner av fire-stråletypen. Sendeporter er matet direkte Inn 1 en av antennene mens mottagerportene er overført via materen gjennom blokker til hverandre. Som følge av å anvende separate mottager- og sendeantenner, som hver opereres med fire stråler, kan maksimal forsterkning for et bestemt rom bli tilveiebrakt. Ved egnet anbringelse av rekken med antenner kan et tilfredsstillende isolasjonsnlvå bli tilveiebrakt. Foreliggende konstruksjon muliggjør dessuten et betydelig signal-ti l-s tøyforhold slik at det kan bli inkorporert i flykraftdriften ved store høyder med betydelige energinivåer.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Flg. 1 viser et snitt av en tidligere kjent antenne- konstrusjon.

Flg. 2A viser en første halvdel av antennekonstruksjonen

Ifølge foreliggende oppfinnelse.

Flg. 2B viser en andre halvdel av antennekonstruksjonen

Ifølge foreliggende oppfinnelse.

Flg. 3 viser en detaljert fremstilling av mateforblndelsen

anvendt ved foreliggende oppfinnelse.

Ved en typisk mlkrobåndbølgelederantenne av den typen beskrevet 1 forbindelse med tidligere kjente anordninger er vist på flg. 1, hvor en mater angitt med henvisningstallet 1 er festet til flere rekker med strållngskoplInger, slik som vist ved henvlsnlngstallet 2. Koplingene er halvbølgeresona-torer, som stråler energi fra kopllngskantene. For å styre strålebredden, stråleformen og sldelobnlvået må mengden med energi strålt ut av hver kopling bli Innstilt. Den utstrålte energien er porporsjonal med kopllngskonduktansen, som er brakt 1 forhold til bølgelengden, llnjelmpedansen og kopllngsbredden. Disse koplingene er forbundet med faseledd, slik som angitt ved henvlsnlngstallet 3, som bestemmer strålevinkelen relativt 1 forhold til rekkenes akse.

Sekkene dannet av koplingene og faseleddene er forbundet med matellnjen gjennom en totrlnnstransformator 4, som justerer mengden med energi tatt ut fra materen 1 Inn 1 rekken. Materen er utført av en rekke faseledd 5 av lik lengde, som. styrer strålevinkelen 1 planet perpendikulært på rekkene. Materen er også en utbredelsesbølgestruktur. Energien tilgjengelig ved en gitt punkt er lik den totale energien minus energien tatt ut av alle tidligere rekker. Disse strukturene er bredbåndede Idet de er begrenset kun av transmlsjonsmedlumet og strålIngsbåndbredden. I tilfelle av høy Q for kopllngsstrålerne begrenses båndbredden til et par prosent av driftsfrekvensen.

Med henvisning til flg. 2A og 2B viser henvlsnlngstallet 6 generelt det trykte kretsnettverket for å etse Interfollerte avstandsduplekserte antenner Ifølge foreliggende oppfinnelse. Som det fremgår av figurene er odde-anbrakte rekker forbundet med matellnjene 10 og 14 ved dets motsatte ender som derved definerer sendeantennen Ifølge oppfinnelsen. Matelinjene 8 og 12 er forbundet med mategjennomgangsterminaler, som skal bil beskrevet senere, med de jevnt anbrakte rekkene som derved utgjør en separat mottagerantenne, Idet både mottager- og sendeantennene er avstandsdupleksede Innenfor området definert av den trykte kretsen.

På flg. 2A er vist at knutepunktet 16 forbinder sendematlngen 10 med den første odde-(øverste)-rekken 17 som har første og andre transformatorer 18 og 19 som forbinder matellnjen 10 med serlemesslg forbundne strållngskoplInger Innbefattende 22 og 24 konduktivt adskilt av faseleddene 26. Den motsatte enden av den første oddeanbrakte rekken 17 definerer knutepunktet 29 forbundet med sendematellnjen 14. Den nederste senderekken generelt vist med henvlsnlngstallet 27 på flg. 2A har dens nederste ende forbundet med sendematellnjen 10 ved knutepunktet 28. Motsatte ende av den rekken er forbundet med den andre sendematellnjen 14 ved knutepunktet 30, som vist på flg. 2B. Ved å mate Sendeenergl til sende-matelinjeportene; IT, 2T, 3T og 4T blir fire stråler, som angitt ved hjørnene på flg. 2A og 2B, generert.

Mottagermatellnjene 8 og 12 er orienterte 1 parallell med avstand anbrakte forhold til deres motstående sendematellnjer 10 og 14, men er kuttet bort fra kretskortet og er fysisk anbrakt på motsatt flate av en trykt krets fra den til rekkene. Forbindelsene mellom mottagermatellnjene og mottagerrekkene blir tilveiebrakt ved å anvende mategjen-nomgående forbindelser, som vil bli beskrevet nærmere i forbindelse med flg. 3. Ledingen av mottatt energi som passerer langs mottagermatellnjen 8 foregår ved regelmessig med avstand anbrakte uttakspunkter, slik som knutepunktet 32 8erlemesslg forbundet med to-trlnnstransformatorne 36 og 38 langs en første matestrlmmél 35, som avsluttes ved en mate-gj ennomgangsb lokk 34. Som vist med prikkede linjer er mategjennomgangsblokken 34 Innbyrdes forbundet med mategjennomgangsblokken 40 som definerer venstre enden av den øverste jevnt anbrakte rekken 39. Forplantende mottatt energi langs matellnjen 8 vil således bli kommunisert direkte med jevne rekker som utgjør mottagerantennen, Idet disse rekkene er interfollerte med oddeposjonerte rekker til sendeantennen. Som 1 tilfelle ved sendeantennerekken 17 Innbyrdes forbinder faseleddene slik som 46 og 48 de serlemesslg forbundne mottagerrekkekoplingene Innbefattende 42 og 44. Høyre ende av rekken 39 er Innbyrdes forbundet med den andre mottagermatellnjen 12 ved hjelp av respektive mategjennomgangsblokker 52 og 50, som angitt med prikket linje.

Lignende Innbyrdes forbindelser mellom de fire matellnjene og deres respektive rekker er gjentatt slik at både mottagerantennen og sendeantennen er forbundet med respektive fire stråler.

Flg. 3 viser et detaljert riss av mategjennomgangskonstruk-8jonen. Mategjennomgangsforbindelsen mellom blokkene 40 og 34 er vist ved hjelp av et eksempel. Planet til de Interfollerte rekkene 6 er vist vendende oppover mens den ledende mate-gj ennomgangss tr immelen 35 vender nedover og deres respektive mategjennomgangsblokker 40, 34 anbrakt 1 avstandsinnretning. Åpningene 54 og 56 er formet av respektive substrat "1" til antennerekkene og substratet "2" til mategjennomgangsstrImmelen. En forstørret åpning 60 er dannet gjennom alumlnlumsbunnplateh "l" og "2" hhv. festet tii antennekonstruksjonen og mategjennomgangsstrimmelen. Mategjennom-gangene er tilveiebrakt med lodding av stifter 58 anbrakt mellom to etsede mategjennomgangsblokker 40 og 34.

Siden Isolasjonen mellom sende- og mottagerantennene er av primær art må det bli tatt forholdsregler for å redusere den felles koplingen mellom tilliggende rekker. Jo større mellomrommet er mellom rekken (maternellomrommet), jo høyere er Isolasjonen. For å holde lober av høyere orden fra forming skulle Imidlertid matemellomrommet Ikke overskride sub-st rat bølgelengden (typisk 0,015 mm). Et typisk mellomrom på 0,0155 mm kan bli valgt for å optimalisere Isolasjonen og undertrykke uønskede stråler. Forutsigbart mønster ved dette mellomrommet kan frembringe lober av høyere orden under 25 dB.

Felles kopling er også en funksjon av tilliggende kopllngs-lnnretnlng. Det har blitt funnet ved eksperiment at størst Isolasjon ble tilveiebrakt når koplingene til sendeantennen linjes opp motsatt mottagerantennekopllngene. Rekkemellom-rommet for begge antennene kan derfor bli valgt til typisk å være 0,0123 mm.

For å tilveiebringe egnet stråleform for overvannsfeil-korreksjon anvender oppfinnelsen gamma-psi adsklllbare ampiltudefunksjoner. Siden antennen må bli matet fra fire hjørner, er disse ampiitudefunksjonene foldet for å gi symmetrisk stråleform. AmpiItudefunksjonene er konstruerte for å stråle ut mesteparten av lnngangsenerglen ved første halvdelen av antennen, som minimaliserer virkningen av foldingen.

Ifølge ovenforbeskrevne oppfinnelse er det klart at en lnterfollert avstandsdupleksert antenne av mlkrobånd-bølgeledertypen blir tilveiebrakt som innbefatter separate mottager- og sendeantenner, som hver er forbundet med fire stråler for å optimalisere energihåndteringsevnen innenfor et fast område med et tilhørende høyt signal/støyforhold. Ved å ha hver av mottager- og sendeantennene gjennom hele det definerte området til antennekonstruksjonen kan full

Claims (4)

1. Avstandsdupleksert antenne av firestrålers typen. Innbefattende : en første av flere Innbyrdes forbundne strålingskop-1Inger anordnet som mlkrobåndbølgelederrekker som danner en sendeantenne, Idet rekkene er fordelt Innenfor et på forhånd valgt område, en andre av flere Innbyrdes forbundne strållngskop-1inger anordnet som mlkrobåndbølgelederrekker som danner en mottagerantenne, idet mottagerrekkene er fordelt innenfor et på forhånd valgt område og i et interfoliert forhold med senderekkene, en første matelinje med flere uttakspunkter definert langs denne for forbindelse med korresponderende første ender av et koplant første rekkesett som korresponderer med sende-eller mottagerrekken, en andre matelinje som har flere uttakspunkter definert langs denne for forbindelse med korresponderende andre ender av det kopiane første rekkesettet, en tredje matelinje med flere uttakspunkter definert langs denne for forbindelse med korresponderende første ender til et gjenstående sett med sende- eller mottagerrekker, som er anbrakt med avstand i plant forhold med tredje matelinje, en fjerde matelinje med flere uttakspunkter definert langs denne for å forbinde korresponderende andre ender med det andre rekkesett, som er anbrakt med avstand 1 plant forhold med fjerde matelinje, karakterisert ved at sende- og mottagerantennene hver opererer med fire stråler av elektromagnetisk energi, at hver ende av rekkene som utgjør det andre settet har mategjennomgangsblokker forbundet dermed, at uttakspunktene til den tredje og fjerde matelinjen har mateutgangs-blokker forbundet dermed for å forenkle mategjennomgangsforbindelsen derimellom, og at hver mategjennomgangsblokk til tredje og fjerde matelinjer har en forbindelsesinnretning for å forbinde mategjennomgangsblokken med sin korresponderende mategjennomgangsblokk til rekkene som utgjør det andre settet.

2. Antenne Ifølge krav 1, karakterisert ved at forblndelseslnnretnlngen er en mategjennomgangsstlft forbundet mellom blokkene til rekkene og matellnjene hen-holdsvis for å fullføre forbindelsene derimellom.

3. Antenne ifølge krav 2, karakterisert ved at strållngskoblingene til en rekke er sammenkoblet med faseledd.

4. Antenne Ifølge krav 3, karakterisert ved at hver av matellnjene omfatter en ledende seksjon med gjentagende serpentlnsegmenter.